Question

（1）如圖1為某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶側出．

①在正確操作情況下，打在紙帶上的點（如圖3），并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的

GK

部分進行測量（根據下面所示的紙帶回答）；
②下面是本實驗的數據記錄表，

物理量數據次數	橡皮筋 做功	10個間隔 距離x（m）	10個間隔 時間T（s）	小車獲 得速度 vn（m/s）	小車獲速度 的平方 vn2（m/s）2
1	W	0.2880	0.2	1.44	2.07
2	2W	0.4176	0.2	2.09	4.36
3	3W	0.4896	0.2	2.45	5.99
4	4W	0.5904	0.2	2.95	8.71
5	5W	0.6480	0.2	3.24	10.50

從理論上講，橡皮筋做的功W_n和物體速度v_n變化的關系應是W_n∝

v_n²

．請運用表中測定的數據在圖2所示的坐標系中作出相應的圖象，驗證理論的正確性．
（2）在探究“決定導線電阻因素”的實驗中，需要進行以下測量．欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12Ω，要求測量結果盡量準確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些．下列器材中電流表應選用的是（填選項代號，下同）

A₂

，電壓表應選用的是

V₂

，滑動變阻器應選用的是

R₁

．在圖甲的方框內畫出應采用的電路圖．
A．電池組 E（6V，內阻很小）
B．電流表A₁（ 0～3A，內阻0.0125Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內阻0.125Ω）
D．電壓表V₁（0～3V，內阻3kΩ）
E．電壓表V₂（0～6V，內阻6kΩ）
F．滑動變阻器R₁（0～5Ω，2A）
C．滑動變阻器R₂（0～1000Ω，1A）
H．電鍵、導線．

Answer 1

分析：（1）①根據實驗原理可知，該實驗需要測量最大速度，即最后小車的勻速運動速度，因此應該選用點距均勻的部分．
②根據動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，用描點法作出圖象．
（2）將電路分為測量電路和控制電路兩部分．測量電路采用伏安法．根據電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數關系，選擇電流表外接法．要求待測電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調節(jié)，變阻器采用分壓接法．估算電流的最大值，選擇電流表量程．

解答：解：（1）①在正確操作情況下，橡皮條恢復原長時，小車做勻速運動，小車在相等時間內的位移相等，此時小車獲得的速度最大，要測量小車的最大速度，應選用紙帶的點跡均勻的部分，如GK段進行測量．
②由動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，即W_n∝v_n²，根據表中實驗數據，應用用描點法作圖，圖象如下所示：

（2）電源電動勢是6V，故電壓表選：電壓表V₂（0～6V，內阻6kΩ）；
電路最大電流為：I=

E

R

=

6

12

A=0.5A，則電流表可選：A₂（0～0.6A，內阻0.125Ω），
電壓從零開始，滑動變阻器應采用分壓接法，為方便調節(jié)，所以滑動變阻器選R₁；

R

RA

=

12Ω

0.125Ω

=96，

RV

R

=

6000Ω

12Ω

=500，

RV

R

＞

R

RA

，則電流表采用外接法，實驗電路圖如下圖所示：


故答案為（1）①GK，②v_n²，圖象如上所示；（2）A₂、V₂、R₁，電路圖如上所示．

點評：（1）本題涉及打點計時器的工作原理和探究功與速度變化關系實驗的原理，從實驗原理的角度分析即可．
（2）對于電流表量程的選擇往往要估算電路中電流的最大值，估算時電表的影響可近似不考慮．